Viaggio nel sistema solare: il nostro sole

Oltre ad essere la fonte centrale di luce e calore nel nostro sistema solare, il Sole è stato anche una fonte di ispirazione storica, religiosa e scientifica. A causa del ruolo importante che il Sole gioca nelle nostre vite, è stato studiato più di ogni altro oggetto nell’universo, al di fuori del nostro pianeta Terra. Oggi, i fisici solari approfondiscono la sua struttura e le sue attività per capire di più su come funzionano essa e le altre stelle.

Il sole dalla terra

Il modo più sicuro per osservare il Sole è proiettare la luce solare attraverso la parte anteriore del telescopio, attraverso l’oculare e su un foglio di carta bianco. Non guardare MAI direttamente il Sole attraverso l’oculare a meno che non abbia uno speciale filtro solare.
Carolyn Collins Petersen

Dal nostro punto di osservazione qui sulla Terra, il Sole sembra un globo di luce giallo-bianco nel cielo. Si trova a circa 150 milioni di chilometri dalla Terra, in una parte della Via Lattea chiamata Braccio di Orione.

Osservare il Sole richiede precauzioni speciali perché è così luminoso. Non è mai sicuro guardarlo attraverso un telescopio a meno che il tuo telescopio non abbia uno speciale filtro solare.

Un modo affascinante per osservare il Sole è durante un’eclissi solare totale. Questo evento speciale è quando la Luna e il Sole si allineano come visti dal nostro punto di vista sulla Terra. La Luna blocca il Sole per un breve periodo ed è sicuro guardarla. Ciò che la maggior parte delle persone vede è la corona solare bianco perla che si estende nello spazio.

Influenza sui pianeti

Il Sole e i pianeti nelle loro posizioni relative.
NASSA

La gravità è la forza che mantiene i pianeti in orbita all’interno del sistema solare. La gravità della superficie del Sole è 274.0 m / s 2. In confronto, l’attrazione gravitazionale della Terra è 9.8 m / s2. Le persone che cavalcano un razzo vicino alla superficie del Sole e cercano di sfuggire alla sua attrazione gravitazionale dovrebbero accelerare a una velocità di 2,223,720 km / h per scappare. Questa è una forte gravità!

Il Sole emette anche un flusso costante di particelle chiamato “vento solare” che irradia tutti i pianeti. Questo vento è una connessione invisibile tra il Sole e tutti gli oggetti del sistema solare, determinando i cambiamenti stagionali. Sulla Terra, questo vento solare influenza anche le correnti nell’oceano, il nostro clima quotidiano e il nostro clima a lungo termine.

Massa

Il Sole domina il sistema solare in massa e attraverso il suo calore e la sua luce. Occasionalmente, perde massa a causa di protuberanze come quella mostrata qui.
Stocktrek / Digital Vision / Getty Images

Il sole è enorme. In volume, contiene la maggior parte della massa del sistema solare, più del 99.8% di tutta la massa di pianeti, lune, anelli, asteroidi e comete, messi insieme. È anche abbastanza grande, misura 4,379,000 km intorno al suo equatore. Al suo interno ci starebbero più di 1,300,000 Terre.

Dentro il sole

La struttura a strati del Sole e la sua superficie esterna e l’atmosfera.
NASA

Il Sole è una sfera di gas surriscaldato. Il suo materiale è diviso in più strati, quasi come una cipolla fiammeggiante. Ecco cosa succede nel Sole dall’interno verso l’esterno.

In primo luogo, l’energia viene prodotta proprio nel centro, chiamato nucleo. Lì, l’idrogeno si fonde per formare l’elio. Il processo di fusione crea luce e calore. Il nucleo viene riscaldato a più di 15 milioni di gradi dalla fusione e anche dalla pressione incredibilmente alta degli strati sopra di esso. La gravità del Sole bilancia la pressione del calore nel suo nucleo, mantenendolo in una forma sferica.

Al di sopra del nucleo si trovano le zone radiative e convettive. Lì, le temperature sono più fresche, da 7,000 K a 8,000 K. Ci vogliono alcune centinaia di migliaia di anni perché i fotoni di luce escano dal nucleo denso e viaggino attraverso queste regioni. Alla fine, raggiungono la superficie, chiamata fotosfera.

La superficie e l’atmosfera del sole

Un’immagine del Sole in falsi colori, vista dal Solar Dynamics Observatory. La nostra stella è una nana gialla di tipo G.
NASA / SDO

Questa fotosfera è lo strato visibile di 500 km di spessore da cui finalmente sfugge la maggior parte della radiazione e della luce del sole. È anche il punto di origine delle macchie solari. Sopra la fotosfera si trova la cromosfera (“sfera di colore”) che può essere vista brevemente durante le eclissi solari totali come un bordo rossastro. La temperatura aumenta costantemente con l’altitudine fino a 50,000 K, mentre la densità scende a 100,000 volte inferiore rispetto alla fotosfera.

Sopra la cromosfera si trova la corona. È l’atmosfera esterna del Sole. Questa è la regione in cui il vento solare esce dal Sole e attraversa il sistema solare. La corona è estremamente calda, verso l’alto di milioni di gradi Kelvin. Fino a poco tempo, i fisici solari non capivano bene come la corona potesse essere così calda. Si scopre che milioni di minuscoli bagliori, chiamati nanoflares, possono svolgere un ruolo nel riscaldare la corona.

Formazione e Storia

Un’illustrazione artistica del giovane Sole appena nato, circondato da un disco di gas e polvere da cui si è formato. Il disco contiene materiali che alla fine diventeranno pianeti, lune, asteroidi e comete.
NASA

In confronto ad altre stelle, gli astronomi considerano la nostra stella una nana gialla e la chiamano di tipo spettrale G2 V. La sua dimensione è inferiore a molte stelle nella galassia. La sua età di 4.6 miliardi di anni lo rende una star di mezza età. Mentre alcune stelle hanno quasi la stessa età dell’universo, circa 13.7 miliardi di anni, il Sole è una stella di seconda generazione, il che significa che si è formato ben dopo la nascita della prima generazione di stelle. Parte del suo materiale proveniva da stelle ormai scomparse.

Il Sole si è formato in una nuvola di gas e polvere a partire da circa 4.5 miliardi di anni fa. Ha iniziato a brillare non appena il suo nucleo ha iniziato a fondere l’idrogeno per creare l’elio. Continuerà questo processo di fusione per altri cinque miliardi di anni circa. Quindi, quando esaurirà l’idrogeno, inizierà a fondere l’elio. A quel punto, il Sole subirà un cambiamento radicale. La sua atmosfera esterna si espanderà, il che probabilmente porterà alla completa distruzione del pianeta Terra. Alla fine, il Sole morente si ritirerà per diventare una nana bianca e ciò che resta della sua atmosfera esterna potrebbe essere trasportato nello spazio in una nuvola a forma di anello chiamata nebulosa planetaria.

Esplorando il sole

La sonda solare-polare Ulysses poco dopo essere stata dispiegata dallo space shuttle Discovery nell’ottobre 1990.
NASA

Gli scienziati solari studiano il Sole con molti osservatori diversi, sia a terra che nello spazio. Monitorano i cambiamenti nella sua superficie, i movimenti delle macchie solari, i campi magnetici in continua evoluzione, i brillamenti e le espulsioni di massa coronale e misurano la forza del vento solare.

I telescopi solari terrestri più conosciuti sono l’osservatorio svedese di 1 metro a La Palma (Isole Canarie), l’osservatorio del Monte Wilson in California, una coppia di osservatori solari a Tenerife nelle Isole Canarie e altri in tutto il mondo.

I telescopi orbitanti danno loro una vista dall’esterno della nostra atmosfera. Forniscono una visione costante del Sole e della sua superficie in continua evoluzione. Alcune delle missioni solari spaziali più note includono SOHO, il Solar Dynamics Observatory (SDO) e la navicella spaziale gemella STEREO.

Un veicolo spaziale ha effettivamente orbitato intorno al Sole per diversi anni; si chiamava la missione di Ulisse. È entrato in un’orbita polare attorno al Sole.

Modificato e aggiornato da Carolyn Collins Petersen.